[发明专利]电弧增材过程的沉积质量判断系统及方法

权利要求书

1.一种电弧增材过程的沉积质量判断系统，其特征在于，包括：

FANUC焊接机器人、机器人控制柜、焊枪、焊接保护气体、送丝机和工控机；

与所述工控机连接焊前规划以及参数设定模块，工控机通过电弧增材切片与路径规划软件对焊前规划以及参数设定模块，进行轨迹的设定并通过福尼斯焊机进行参数的预设定；

与所述工控机连接的信号采集卡，信号采集卡与过程信号采集模块连接；

与信号采集卡相连接信息处理模块，用于处理多种原始信息，得到焊接过程中的熔池特征信息；

与工控机连接焊后形貌测定以及反馈控制模块，用于单层增材完成后，通过主动视觉传感器采集激光结构光得到成型件的三维点云数据，并基于三维点云数据反馈调控下一层起弧位置；

与信号采集卡以及信息处理模块相连接的沉积质量预测模块，用于根据特征信息得到增材沉积质量分类；

所述沉积质量预测模块为深度学习分类模块，输入为：经处理后的电流电压特征和熔池特征信息，输出为：沉积质量分类情况；

所述焊前规划以及参数预设模块，用于通过对三维模型进行切片和路径规划获取焊枪路径点，预设定的参数包括：初始温度、初始电流电压、送丝速度和焊枪移动速度；

所述焊后形貌测定以及反馈控制模块，用于采集三维点云数据，处理三维点云数据，基于处理后的三维点云数据，判断当前层是否存在塌陷情况，获取焊道实际高度，从而决定下一层起弧位置；

所述信息处理模块为深度学习目标分割网络，用于从原始熔池图像中提取熔池特征信息；

所述熔池特征信息，包括：熔长、熔宽、熔池轮廓和熔池面积；

其中，在焊接前，根据所要制造的三维模型进行切片与路径规划，生成机器人的空间路径点；

开始焊接后，信号采集卡获取增材过程中的多种原始信息并传递给信息处理模块；

信息处理模块分别对采集到的多种信息进行处理，提取其中的特征信息，作为质量沉积预测模块的输入；

信息处理模块将获取到的初始图像输入至深度学习网络模型中，进行目标分割，获取熔池的精准轮廓，从而进一步获得包括熔长，熔宽和熔池面积的熔池特征信息；

将信息处理模块提取到的熔池特征信息和经处理后的电流电压特征作为沉积质量预测模块的输入，沉积质量预测模块的输出为增材沉积质量分类信息；

单层堆焊完成后，焊后形貌测定以及反馈控制模块根据主动视觉传感器采集到的三维点云数据，对下一层的路径以及初始参数做出预规划。

2.如权利要求1所述的电弧增材过程的沉积质量判断系统，其特征在于，所述过程信号采集模块包括：被动视觉传感器、主动视觉传感器、激光发射器和霍尔传感器。

3.如权利要求2所述的电弧增材过程的沉积质量判断系统，其特征在于，所述霍尔传感器，用于采集电弧增材过程中的电信号.

4.如权利要求2所述的电弧增材过程的沉积质量判断系统，其特征在于，所述被动视觉传感器，用于采集电弧增材过程中的熔池图像。

5.如权利要求1所述的电弧增材过程的沉积质量判断系统，其特征在于，所述多种原始信息包括：熔池图像和电流电压信号。